Geum.ru


Этилен и его производные в промышленном органическом синтезе

Информация - Химия

Другие материалы по предмету Химия

еских свойств началось тогда, когда сам этилен стал более доступным продуктом. Работы П.В. Зимакова с сотрудниками по окиси этилена послужили основой для организации в нашей стране целого ряда новых отраслей промышленности.

Окись этилена при обычных условиях представляет собой газ, легко сгущающийся в беiветную жидкость с tкип. =13,5С, имеющую эфирный, немного резкий запах и жгучий вкус. Смешивается с водой и спиртом в любых отношениях, вступая с ним во взаимодействие. Это нейтральное вещество, обладающее весьма высокой реакционной способностью, которая связана с особенностями в строении молекулы - наличием трёхчленного цикла с атомом кислорода в качестве связующего звена.

Окись этилена получают двумя методами: прямым окислением этилена

СН2 = СН2 + О2 360С СН2СН2

\ /

О

и действием щелочей на хлоргидрин этилена

2НОСН2СН2Сl + Са(ОН)2 2СН2СН2+СаСl2+2Н2О

\ /

О

Главные задачи при технологическом осуществлении первого метода заключаются в выборе условий, исключающих возможность взрыва смеси этилена с кислородом и обеспечивающих образование окиси этилена в качестве главного продукта реакции.

По второму методу этилен сначала обрабатывают хлорноватистой кислотой НСlО для получения хлоргидрина, который кипячением с известковым молоком или щелочами превращается в окись этилена.

Этот процесс осуществляется в колонне с насадкой из керамических колец при температуре 70С. Выход окиси этилена по этому методу достигает 75% от теоретического.

В присутствии слабых оснований в этой реакции образуется главным образом этиленгликоль:

СН2ОНСН2Сl + NаНСО3 СН2ОНСН2ОН +NaCl+СО2

Этиленгликоль представляет собой беiветную жидкость, очень похожую на глицерин; он обладает сладким вкусом и почти не имеет запаха. Замерзает нечётко при температурах от -13 до -25С, плавится около 12-17С ниже нуля. Водные растворы этиленгликоля замерзают при сравнительно низких температурах. На этом свойстве основано применение этиленгликоля в качестве антифриза для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Для получения этиленгликоля существуют три промышленных способа:

  1. гидролиз этиленхлоргидрина;
  2. гидролиз дихлорэтана;
  3. гидратация окиси этилена.

Гидролиз дихлорэтана производится при помощи

двууглекислых солей:

СН2СlСН2Сl +2NаНСО3 СН2ОНСН2ОН +2NaCl +2СО2 +71кДж

Серьёзным недостатком способа получения этиленгликоля из дихлорэтана является трудность отделения растворов от солей в процессе упарки и отгонки этиленгликоля под вакуумом.

Наиболее удобным способом получения этиленгликоля является гидратация окиси этилена. Она производится обычно в присутствии небольших количеств (0,05%) серной кислоты в качестве катализатора. Смесь нагревается в автоклаве при температуре 100С в течение двух часов. Получается весьма чистый этиленгликоль в виде 25%-ного раствора.

Этиленгликоль находит разнообразное применение. Он используется в приготовлении антифризов, применяемых для охлаждения моторов автомобилей и самолётов, вместо рассола в холодильных машинах и т.д. антифризы применяются для предохранения предметов от обледенения (пропеллеров самолёта). Гликоль является распространённым пластификатором для различных клеев. Наравне с глицерином он применяется в качестве смягчающего средства в полиграфическом производстве.

Из этиленгликоля приготовляют многие вещества, имеющие большое практическое значение, например динитроэтиленгликоль, эфиры с органическими кислотами, полигликоли и т.д.

Окись этилена энергично реагирует с аммиаком, давая различные этаноламины, нашедшие практическое применение.

  1. Моноэтаноламин Н2NCH2CH2OH - густая, сиропообразная, очень гигроскопическая жидкость, обладающая сильно выраженными основными свойствами.
  2. Диэтаноламин NH(CH2CH2OH)2 - легко расплывающиеся и дымящие на влажном воздухе кристаллы с температурой плавления 28С.
  3. Триэтаноламин N(CH2CH2OH)3 - тяжёлая, вязкая жидкость, быстро темнеющая на воздухе. Хорошо поглощает влагу и углекислый газ.

Триэтаноламин и отчасти диэтаноламин применяют для

извлечения углекислоты и сероводорода из промышленных газов, например при отчистке нефтяных или природных газов. Они также широко используются как основания при изготовлении мыла.

Синтез на основе гомологов этилена

Ближайшие гомологи этилена - пропилен и бутилены - более активны в химическом отношении, чем сам этилен. Их реакции разнообразны и протекают с большей лёгкостью, и такие углеводороды начинают всё в большей степени использоваться в промышленном органическом синтезе.

Алкирирование пропиленом бензола даст изопропилбензол (кумол), окислением которого получают фенол и ацетон. При гидратации пропилена образуется изопропиловый спирт. Процесс осуществляется в колоннах непрерывного действия при температуре 40-50С с использованием 80-85% серной кислоты или же в присутствии жидких или твёрдых катализаторов (например, восстановленная окись вольфрама на силикагеле) - прямая

СН3СН = СН2 + НОН СН3СНОНСН3

Изопропиловый спирт применяется для получения ацетона, уксусного ангидрида, диизопропилового эфира, перекиси водорода, в парфюмерной промышленности, а так же в качестве ра?/p>